概念设计中基于笔式手势的交互计算研究

基于笔式手势的自然交互是支持概念设计创新的有效方式.提出了一种笔式手势的层次概念模型,结合基于约束的自由勾画和上下文感知技术描述了手势设计方式,进一步讨论了手势内部的约束建立和求解算法;基于手势应用的范式,给出了概念设计中特征手势建模的应用实例,通过与传统建模和交互方式的对比,验证了特征手势建模的方便性.给出一个自然、高效的方法,以基于手势的方式来完成概念设计构思过程,采用笔式交互快速自然地记录下设计思路,所实现的系统方便了用户的创新设计,改善了人机交互模式.     

三维手绘CAD系统的设计与表达

描述了一个基于手绘草图的三维设计系统,并给出了该系统的体系结构．该系统采用以草绘手势规则和草图语义自动机为基础的设计与表达的思路,描述了草图语义的获取、表达和理解方法,从而较好地支持了早期的三维产品概念设计．该系统以手写笔和手写板为交互输入设备,能够自然、高效地进行一些复杂的三维实体和三维场景设计．     

基于手绘草图的概念设计工具研究与设计

从认知心理学的角度,研究了概念设计的过程,探讨性地指出辅助设计工具应当以灵感为中心。阐述了适合概念设计过程的新的设计方法和交互技术,并介绍了基于手势的草图技术及新一代交互范式——PIBG交互范式。全面分析了约束捕捉、约束求解等关键问题,最后在此基础上给出智能图板系统的设计与实现,为用户提供了一种自然和谐的界面。     

虚拟家居设计系统的笔式交互应用研究

以虚拟家居设计系统为应用目标,以笔式交互在虚拟家居设计系统中的应用为主要研究内容,将基于笔交互的自由勾画技术和概念设计过程中的草图设计技术相结合,并利用已有的手势识别技术,系统研究了虚拟家居系统中笔式交互的交互任务、交互过程模型和交互技术,具体包括：建立了手势知识库,研究了虚拟家居系统中从草图绘制到三维漫游过程中的约束求解技术等,为笔式交互在家居设计系统中应用提供了参考原型。基于笔交互的虚拟家居设计展示系统已经投入应用,并取得较好的效果。     

基于草图界面的应用系统框架研究与实现

现有的草图系统重在设计对象外形的表达,忽略了隐含在设计过程中用户思维活动的信息;另一方面,目前笔的交互方式尚不能自然、流畅地表达用户设计意图.通过分析草图界面信息对象和交互过程的特点,提出面向构思设计的应用系统框架ISF,以满足设计意图原型的快速生成;同时结合交互的任务、环境和用户偏好等上下文信排息,建立从物理设备到逻辑工具映射的交互模型,旨在为此类系统的交互设计提供一定指导的方法.最后给出面向轻纺行业服装设计的应用实例--草图图板系统.应用结果表明,ISF能够为此类草图应用系统的设计给予一定的指导,满足自然、流畅的交互设计要求.     

面向智能电视的隐式手势交互建模与算法

针对基于视觉的智能电视手势交互中用户认知负荷和操作负荷较重的问题,提出融合显式交互和隐式交互的手势交互算法.通过对基于视觉的智能电视手势交互场景分析,首先建立了基于用户行为和智能电视状态的多层次上下文模型,实现上下文的数据融合与特征提取;其次设计并实现了CDL-DFCM推理模型和显隐信息融合的隐式交互模型,识别交互情景事件并感知用户意图;最后实现用户与智能电视的隐式交互.实验结果表明,与现有算法相比,该算法在操作准确率、时间开销和手势移动距离等方面得到了明显改善,并有效地提升了用户体验.     

基于PUI界面的草图编辑软件

针对CAD系统在应用到概念设计时,由于传统的人机界面无法提供一个自然和高效的人机交互环境,导致CAD不能在概念设计领域中广泛被使用,对此提出了基于感知界面（PUI）思想,以手势命令取代传统人机界面的解决方法,并设计出基于．net平台的草图编辑系统。系统使用神经网络中的BP算法,完成计算机对用户输入的手势命令的识别,从而提高了草图编辑系统人机界面的人性化,并通过实例演示了部分系统功能,表明系统具有一定的实用价值。     

笔式几何学习系统的设计与实现

基于现有的几何学习软件存在着交互方式不自然,不智能的缺点,设计并实现了一个笔式几何学习系统,用以模拟初中几何教学过程中,教师出题,学生答题的情境.笔式几何学习系统运用约束求解技术动态展示几何属性,运用草图识别技术将草图识别为几何图形,通过笔手势帮助用户更加方便地操作使用软件.评估表明,用户以笔交互的方式进行书写、绘图和操作,体现了和谐自然的人机交互模式.     

整合概念设计与详细设计过程的笔式CAD系统研究

目前存在的CAD系统由于交互方式不自然,交互效率低,缺乏对概念设计中模糊信息的支持,中断了设计信息流,导致概念设计与后续设计过程断裂,增加了设计周期和工作量。针对当前CAD系统的不足,提出对于支持概念设计的笔式CAD系统的研究,并探讨实现这样一个系统的问题及解决。其目的在于通过高效地使用当前的手势识别和草图识别技术,支持用户从开始的模糊意图所产生的随手笔画,到最后进行精确定位和绘制,使概念设计与详细设计过程整合,减少工作量和缩短设计周期。     

整合概念设计与详细设计过程的笔式CAD系统研究

目前存在的CAD系统由于交互方式不自然,交互效率低,缺乏对概念设计中模糊信息的支持,中断了设计信息流,导致概念设计与后续设计过程断裂,增加了设计周期和工作量。针对当前CAD系统的不足,提出对于支持概念设计的笔式CAD系统的研究,并探讨实现这样一个系统的问题及解决。其目的在于通过高效地使用当前的手势识别和草图识别技术,支持用户从开始的模糊意图所产生的随手笔画,到最后进行精确定位和绘制,使概念设计与详细设计过程整合,减少工作量和缩短设计周期。     

一种简单实用的草图编辑手势识别方法

联机草绘设计作为一种自然、高效的人机交互方式，继承了传统纸笔草绘设计的优点，弥补了现有CAD软件在处理模糊、不精确信息方面的不足，并日益受到人们的关注。针对联机草绘图形的编辑修改，设计出一套简单、快捷的编辑手势．并采用模式匹配的方法对其进行识别。实验结果表明，提出的方法具有较高的识别效果，加快了概念草图的设计过程。     

一种简单实用的草图编辑手势识别方法

联机草绘设计作为一种自然、高效的人机交互方式,继承了传统纸笔草绘设计的优点,弥补了现有CAD软件在处理模糊、不精确信息方面的不足,并日益受到人们的关注。针对联机草绘图形的编辑修改,设计出一套简单、快捷的编辑手势,并采用模式匹配的方法对其进行识别。实验结果表明,提出的方法具有较高的识别效果,加快了概念草图的设计过程。     

概念图形草绘设计技术研究

针对概念草图的输入输出问题,采用了基于草绘输入的交互式图形设计方法,实现了单笔划草绘轨迹主动分段识别与规整方法;运用了基于笔式手势的草图编辑方法,并将概念草图以DXF的格式输出,实现与现有CAD系统之间的集成.根据手势设计原则以及草图编辑的需要,定义并实现了选择、删除、移动等10种手势,同时采用感知器线性分类方法对手势进行识别.实例表明:手势编辑模式能够改善传统编辑方式在自然性与智能性方面的不足.     

Research on an active knowledge push service based on collaborative intent capture

The quality of a knowledge service influences the quality, efficiency and innovation of product conceptual design. Existing approaches lack intelligence and individuation when providing a knowledge retrieval service via rules and cases. In this paper, we propose a framework of an active knowledge service based on collaborative intent capture to assist product conceptual design. First, a collaborative intent capture model is constructed through the study of the expression and capture of collaborative intent; second, a framework and a process of active knowledge push based on collaborative intent capture are designed after analyzing the method of knowledge resources acquisition based on the constraint satisfaction theory. Finally, match algorithms for text content are studied. Based on the above research achievements, a prototype system of a collaborative design and active knowledge service platform (C-AKSP) has been developed for providing a knowledge service and assisting product conceptual design. An example, the conceptual design of a machine tool spindle system, is used to validate the proposed theories for the model, the framework and the algorithm. As a result, C-AKSP can provide a superior knowledge service that meets the designer's knowledge needs.     

基于Leap Motion的三维手势交互系统研究

手势识别的快速发展及体感设备的不断更新为三维手势交互提供了灵感,基于Leap Motion 手势识别和最邻近算法,建立了一种三维手势交互系统。首先对手势设计理论和交互手 势设计原则进行研究,基于此设计手势功能和建立手势库,并将手势库分为 8 种手势;其次进 行手势特征提取,建立手指关键点模型,获取手势特征的角度特征;然后计算 KNN 算法和 SVM 算法的手势识别效率,KNN 改进算法取得较好的识别效率;最后,设计三维交互系统,手势分 类为 4 个模块,每个模块有 2 个手势任务;20 名测试者中提取 1 600 组手势数据,并进行总采 集样本关节点均值的数据分析;设计三维交互系统模块,在 Unity3D 中创建的三维交互系统中 导入 1 600 组手势数据,根据自定义的 8 种手势驱动虚拟手完成交互设计过程,完成用户体验 分析和手势识别效率统计。通过研究发现,基于 Leap Motion 手势识别具有较高的识别效率, 三维手势交互系统富有创新性。